[發明專利]碳粉和回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法及其應用、多孔碳材料

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• 申請號: 202310131366.1
• 申請日: 2023-02-17
• 公開（公告）號: CN116062732A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 唐昌平;許佳偉;李玉冰;胡博文
• 申請（專利權）人: 湖南朗賽科技有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;C01B32/324;H01M10/54;H01G11/34
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳靜

1.一種回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，其特征在于，該方法在循環設備中進行，所述循環設備包括連接的曝氣裝置和循環桶；該方法包括：

(1)將第一原料引入至所述曝氣裝置中進行第一曝氣處理，并且將進行所述第一曝氣處理后得到的混合物流I引入至所述循環桶中進行第一接觸反應，得到作為中間材料I的固形物；所述第一原料中含有廢舊磷酸鐵鋰黑粉和酸溶液I；所述廢舊磷酸鐵鋰黑粉中含有銅元素和鋁元素；

(2)將第二原料引入至所述曝氣裝置中進行第二曝氣處理，并且將進行所述第二曝氣處理后得到的混合物流II引入至所述循環桶中進行第二接觸反應，得到中間材料II；所述第二原料中含有酸溶液II和步驟(1)中得到的所述中間材料I；所述第二接觸反應的條件至少滿足：溫度不低于40℃；所述中間材料I和所述酸溶液II的用量重量比為1：1-5；

(3)將所述中間材料II進行干燥處理，得到所述碳粉。

2.根據權利要求1所述的回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，所述第一曝氣處理和所述第二曝氣處理均在氣相物流存在的條件下進行，所述第一曝氣處理和所述第二曝氣處理的條件各自獨立地至少滿足：所述氣相物流中的氧氣含量為15-30V/V％，所述氣相物流的流量為300-800sccm。

3.根據權利要求1所述的回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，所述循環設備還包括循環泵，所述循環桶包括第一循環子桶和設置在所述第一循環子桶的下游的第二循環子桶，所述第一循環子桶和所述第二循環子桶之間具有不小于100mm的高度差，所述第二循環子桶和所述曝氣裝置之間通過循環泵連通。

4.根據權利要求1或2所述的回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉方法，其特征在于，所述第一曝氣處理中所述氣相物流中的氧氣含量為20-25V/V％，所述第二曝氣處理中所述氣相物流的流量為500-700sccm。

5.根據權利要求3所述的回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，其特征在于，在步驟(1)中，控制所述第一接觸反應的條件，使得所述第一接觸反應結束時，所述第二循環子桶底部的物料中的鋰離子的含量小于100ppm；

和/或，所述第一接觸反應在攪拌的條件下進行，所述第一接觸反應的條件還包括：攪拌速度為200-600rpm，溫度為25-80℃。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，其特征在于，所述廢舊磷酸鐵鋰黑粉與所述酸溶液I的用量重量比為1:2-4；

和/或，所述酸溶液I的濃度為2-4mol/L。

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，其特征在于，所述第二接觸反應在攪拌的條件下進行，所述第二接觸反應的條件包括：攪拌速度為200-600rpm，溫度為60-80℃，時間為6-12h。

8.根據權利要求1-7中任意一項所述的回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，其特征在于，所述中間材料I和所述酸溶液II的用量重量比為1：2-4；

和/或，所述酸溶液II的濃度為2-4mol/L。

9.一種碳粉，其特征在于，由權利要求1-8中任意一項所述的方法制備得到的碳粉；

所述碳粉的純度高于70％。

10.權利要求9所述的碳粉在碳材料領域的應用。

11.一種多孔碳材料，其特征在于，該多孔碳材料的制備方法包括：在保護氣體存在下，將權利要求9所述的碳粉與活化劑進行混合反應，得到多孔碳材料前驅體，將所述多孔碳材料前驅體依次進行酸洗和干燥處理，得到所述多孔碳材料。

12.根據權利要求11所述的多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料的比表面積大于1231m²/g；

和/或，所述多孔碳材料的孔體積大于0.77cm³/g。